化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡-化學(xué)反應(yīng)速率（無機(jī)化學(xué)課件）

化學(xué)反應(yīng)速率?無機(jī)化學(xué)如何衡量不同反應(yīng)的快慢呢？“化學(xué)反應(yīng)速率”是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的一個(gè)物理量。反應(yīng)很快瞬間完成反應(yīng)很慢成百上千年化學(xué)反應(yīng)速率01化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法02目錄化學(xué)反應(yīng)速率的比較CONTENTS化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法01化學(xué)反應(yīng)速率：定義：

在一定條件下，某一化學(xué)反應(yīng)的速率，可用單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)濃度變化的絕對值來表示。符號(hào)

“v“，用來衡量化學(xué)反應(yīng)快慢程度的物理量。一、化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法濃度單位常用mol?L–1

；

v單位常用L

；t

單位常用s，min，h；

v

單位為“mol?L–1

?s-1

、mol?L–1

?min-1、mol?L–1

?h-1”。v

表示化學(xué)反應(yīng)在某反應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的平均速率。反應(yīng)速率越大，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得越快。一、化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法一、化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法例:在一恒容容器內(nèi)進(jìn)行的合成氨反應(yīng)

3H2

(g)+N2(g)=2NH3(g)計(jì)算反應(yīng)開始2s內(nèi)的平均速率。一、化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法2.40.8解：起始濃度/(mol?L-1)轉(zhuǎn)化濃度/(mol?L-1)2s時(shí)濃度/(mol?L-1）3H2+N22NH3→0.40.01.03.00.40.20.6不同反應(yīng)物表示的反應(yīng)速率之間有什么關(guān)系呢？一、化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法同一化學(xué)反應(yīng)，在相同條件下可以用不同的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率1.各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;2.表示反應(yīng)速率時(shí)，必須注明是用哪一種物質(zhì)來表示，通常選用容易測定的那一種物質(zhì)。結(jié)

論一、化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法化學(xué)反應(yīng)速率的比較02二、化學(xué)反應(yīng)速率的比較②①VS二、化學(xué)反應(yīng)速率的比較①VS②比較兩個(gè)反應(yīng)的快慢，要用同一種物質(zhì)的速率進(jìn)行比較。課程小結(jié)本節(jié)重點(diǎn)同一化學(xué)反應(yīng)，在相同條件下可以用不同的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率在比較兩個(gè)反應(yīng)的快慢時(shí)，要用同一種物質(zhì)的速率進(jìn)行比較有效碰撞理論?無機(jī)化學(xué)問題導(dǎo)入不同的化學(xué)反應(yīng)快慢是不一樣的?！盎瘜W(xué)反應(yīng)速率”衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度。對于不同的化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)速率為什么會(huì)不同呢？01碰撞理論02目錄有效碰撞必備條件CONTENTS03活化能04推導(dǎo)式碰撞理論01碰撞理論（effectivecollisiontheory）（路易斯，1918年）一、碰撞理論發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的前提是反應(yīng)物分子之間必須相互碰撞，反應(yīng)物分子之間碰撞的頻率越高，反應(yīng)速率就越大。但并不是每一次反應(yīng)物分子之間的碰撞都能發(fā)生反應(yīng)，否則，所有的氣體之間的反應(yīng)都會(huì)在瞬間完成。碰撞理論一、碰撞理論例如：

HI（g)

的分解反應(yīng)式為：

2HI(g)=H2(g)＋I(xiàn)2(g)插入二維動(dòng)畫（待制作）有效碰撞必備條件02二、有效碰撞必備條件力量不夠取向不好好球！有效碰撞力量不夠取向不好反應(yīng)物分子間要發(fā)生有效碰撞必須滿足以下兩個(gè)條件：反應(yīng)物分子必須具有足夠的能量，使舊化學(xué)鍵斷裂，形成新化學(xué)鍵。碰撞時(shí)反應(yīng)物分子必須有恰當(dāng)?shù)娜∠?，使相?yīng)的原子能相互接觸而形成生成物。二、有效碰撞必備條件有效碰撞有效碰撞：能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞?；罨肿樱耗軌虬l(fā)生有效碰撞的分子。無效碰撞活化能03三、活化能活化分子百分?jǐn)?shù)：活化能Ea：活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子平均能量之差。三、活化能

一般化學(xué)反應(yīng)的活化能約為40~400kJ·mol-1化學(xué)反應(yīng)活化能反應(yīng)速率<40kJ·mol-1非?？?，可瞬間完成>400kJ·mol-1非常慢注意事項(xiàng)04四、注意事項(xiàng)在一定條件下，活化分子所占的百分?jǐn)?shù)是固定不變的?；罨芙档推胀ǚ肿幼兂苫罨肿踊罨肿影俜?jǐn)?shù)增大有效碰撞次數(shù)增多反應(yīng)速率加快在尊重其客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過改變外界條件，如加入催化劑，可增大或降低活化能，從而抑制或加快化學(xué)反應(yīng)速率，使反應(yīng)按照我們需要的速率進(jìn)行。判斷下列說法是否正確。1.當(dāng)碰撞的分子具有足夠的能量和適當(dāng)?shù)娜∠驎r(shí),才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(√）2.分子間的碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件。(√)3.反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越大。（×）拓展練習(xí)?無機(jī)化學(xué)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響魔術(shù)“神杯”的故事案例導(dǎo)入瑪利亞，你怎么把醋拿給我喝！貝采里烏斯（1779年-1848年），瑞典化學(xué)家，1836年，他在《物理學(xué)與化學(xué)年鑒》雜志上發(fā)表了一篇論文，首次提出化學(xué)反應(yīng)中使用“催化”與“催化劑”概念。01催化劑02目錄探究實(shí)驗(yàn)CONTENTS03實(shí)驗(yàn)原理-結(jié)論04微觀解釋05工業(yè)應(yīng)用催化劑01一、催化劑催化劑：在化學(xué)反應(yīng)里能改變反應(yīng)物化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)，（固體催化劑也叫觸媒）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有90%以上的工業(yè)過程中使用催化劑，如化工、石化、生化、環(huán)保等。探究實(shí)驗(yàn)02二、探究實(shí)驗(yàn)插入二維動(dòng)畫（待制作）雙氧水的分解反應(yīng)：2H2O22H2O+O2↑MnO2實(shí)驗(yàn)原理-結(jié)論03三、實(shí)驗(yàn)原理-結(jié)論1.實(shí)驗(yàn)中觀察到什么現(xiàn)象？2.由實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是什么？加MnO2前帶有火星的木條沒有明顯的變化；加入MnO2后，迅速產(chǎn)生大量氣泡，帶有余燼的木條復(fù)燃，火焰明亮。MnO2能加速H2O2的分解，MnO2作催化劑。加入催化劑，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。三、實(shí)驗(yàn)原理-結(jié)論實(shí)驗(yàn)中觀察到什么現(xiàn)象？當(dāng)其他條件不變時(shí)，加入催化劑，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；對于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不同的催化劑，催化效果不同，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)選用合適的催化劑。結(jié)論H2O2

+FeCl3

H2O2H2O2

+MnO2微觀解釋04四、微觀解釋無催化劑加入催化劑'使用催化劑降低反應(yīng)的活化能Ea單位體積內(nèi)活化分子數(shù)百分?jǐn)?shù)增多有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快工業(yè)應(yīng)用05五、工業(yè)應(yīng)用N2+3H2

2NH3

高溫、高壓

催化劑條件工業(yè)合成氨生產(chǎn)催化劑：鐵觸媒（以鐵為主，混合的催化劑）優(yōu)點(diǎn)：活性高、壽命長、活性溫度范圍大、價(jià)廉易得、抗毒性好等?無機(jī)化學(xué)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響鐵制品容易生銹，并且空氣越潮濕，生銹的速度越快，生銹越嚴(yán)重，為什么？案例導(dǎo)入01探究實(shí)驗(yàn)02目錄微觀解釋CONTENTS03工業(yè)應(yīng)用探究實(shí)驗(yàn)01一、探究實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)過程KMnO4的褪色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)藥品與器材一、探究實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)原理-結(jié)論原理2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象褪色時(shí)間結(jié)論

KMnO4酸性溶液褪色KMnO4酸性溶液褪色其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大；減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率減小。微觀解釋02二、微觀解釋插入二維動(dòng)畫（待制作）

增大反應(yīng)物濃度，v為什么會(huì)增大？二、微觀解釋

增大反應(yīng)物濃度，v為什么會(huì)增大？反應(yīng)物濃度增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快反應(yīng)物濃度減小單位體積內(nèi)活化分子數(shù)減少單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)減小反應(yīng)速率減慢二、微觀解釋1.濃度改變引起了單位體積內(nèi)活化分子個(gè)數(shù)的改變，而活化分子百分?jǐn)?shù)不變。注意2.此規(guī)律只適用于有氣體參加或溶液中的反應(yīng)，改變固體或純液體的量，不影響化學(xué)反應(yīng)速率，（因固體或純液體的濃度視為常數(shù)）。工業(yè)應(yīng)用03三、工業(yè)應(yīng)用接觸法制備硫酸的工藝過程為：

?

空氣過量，增大氧氣的含量和濃度，加快化學(xué)反應(yīng)速率及提高SO2的轉(zhuǎn)化率。SFeS2SO2SO3O2H2SO4H2OO2拓展練習(xí)1.對于反應(yīng)C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)，其他條件不變時(shí)，下列措施不能改變化學(xué)反應(yīng)速率的是 (

)A．增大C(s)的量B．增大H2O(g)的濃度C．增大CO(g)或H2(g)的濃度D．減小H2O(g)的濃度A拓展練習(xí)2.一定條件下，在CaCO3（塊狀）+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

反應(yīng)中，為了加快反應(yīng)的速率，下列方法可行的是（

）

A.增加鹽酸的濃度B.加水

C.增加同濃度鹽酸的量

D.改加CaCO3粉末AD?無機(jī)化學(xué)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響夏天保質(zhì)期短，冬天保質(zhì)期長，為什么不同季節(jié)保質(zhì)期會(huì)不同？問題導(dǎo)入保質(zhì)期：夏3天，

冬5天01探究實(shí)驗(yàn)02目錄實(shí)驗(yàn)原理-結(jié)論CONTENTS03微觀解釋探究實(shí)驗(yàn)01一、探究實(shí)驗(yàn)插入動(dòng)畫1（待制作）實(shí)驗(yàn)原理-結(jié)論02二、實(shí)驗(yàn)原理-結(jié)論實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

放入熱水中的試管先出現(xiàn)沉淀，放入冷水中的試管后出現(xiàn)沉淀。實(shí)驗(yàn)結(jié)論

其他條件相同時(shí)，體系溫度升高，反應(yīng)速率增大；

溫降低度，反應(yīng)速率減小。

一般，溫度每升高10℃，υ增大2～4倍。微觀解釋03三、微觀解釋插入動(dòng)畫2（待制作）三、微觀解釋升高溫度活化分子百分?jǐn)?shù)增大單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多反應(yīng)速率加快知識(shí)拓展1.溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響適用于所有的反應(yīng)；2.升高溫度比增大壓強(qiáng)和增大濃度對反應(yīng)速率的影響程度大。應(yīng)用1.工業(yè)應(yīng)用條件

在工業(yè)合成氨生產(chǎn)中，溫度一般選用500℃的高溫進(jìn)行反應(yīng)，此時(shí)反應(yīng)速率較快，并且在500℃時(shí)催化劑鐵觸媒的活性最大。

N2+3H2

高溫、高壓

催化劑2NH3

應(yīng)用2.生活應(yīng)用炎熱的夏天食物容易壞，放在冰箱里不容易壞用洗潔精洗碗，溫水洗的要快一些，涼水慢一些小蘇打蒸饅頭，用溫水發(fā)酵的快一些課堂考核設(shè)C(s)+CO2(g)=2CO(g)

△H

>

0，反應(yīng)速率為v1，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

△H

<

0，反應(yīng)速率為v2，對于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，v1和v2的變化情況為（A）A.同時(shí)增大B.同時(shí)減小C.v1增大，v2減小D.v1減小，v2增大課程小結(jié)本節(jié)重點(diǎn)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速率的作用原理；溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。?無機(jī)化學(xué)壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響汽油機(jī)工作原理：通過活塞反復(fù)快速壓縮可燃?xì)怏w，使壓強(qiáng)增大，溫度升高，反應(yīng)加快案例導(dǎo)入01壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因02目錄應(yīng)用CONTENTS壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因01一、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因1探究實(shí)驗(yàn)例:N2

(g)

+3H2

(g)=2NH3(g)

初始條件5molN2

+15molH2

→

4molNH3

需

2min初始條件5molN2

+15molH2

→

4molNH3

<2min一、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因2微觀解釋插入二維動(dòng)畫（待制作）一、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因2微觀解釋增大壓強(qiáng)（縮小體積)反應(yīng)物濃度增大單位體積內(nèi)活化分